Plus récemment, nous avons dit adieu au vaisseau spatial Cassini qui, après 13 ans de fidèles services à l'orbite de Saturne et de ses satellites, est descendu directement dans les abysses de l'atmosphère de la planète géante. La raison de cette grande finale était l'avertissement de la possibilité que le Cassini s'écraserait sur l'une des lunes de Saturne - en particulier, Encelade.
Encelade est unique pour son rideau de geysers et d'océan intérieur. Aujourd'hui, cette minuscule lune glacée est considérée comme un habitat potentiel pour la vie, nous ne pouvions donc pas la laisser contaminée par le vaisseau spatial Cassini. De nouvelles recherches, publiées dans Nature Astronomy, suggèrent que cet océan existe sous la surface d'Encelade depuis très longtemps - assez longtemps pour fournir toutes les conditions nécessaires au développement de la vie.
Les geysers d'Enceladus sont des émissions de mélanges d'eau salée-glace avec des traces de dioxyde de carbone, d'ammoniac, de méthane et d'autres hydrocarbures qui éclatent à partir de fissures dans la région polaire sud d'Encelade. C'est à cause de ces geysers que les scientifiques ont décidé qu'Encelade devait avoir un océan souterrain et que cet océan était actif (convectif). Des observations ultérieures ont montré que l'hydrogène était présent dans les émissions, ce qui a conduit à une conclusion supplémentaire sur l'activité hydrothermale - réactions chimiques causées par l'interaction de l'eau et de la roche. Mais les scientifiques n'ont pas été en mesure d'expliquer quel type de source de chaleur pourrait conduire à cette activité.
Avec des observations supplémentaires, le mystère de la source de chaleur manquante ne fait que s'intensifier. Les geysers sont associés aux soi-disant «bandes de tigre» - un ensemble de quatre failles parallèles à la surface, de 100 kilomètres de long et 500 mètres de profondeur. Ces bandes sont plus chaudes que le reste de la croûte de glace, elles étaient donc censées être des fissures dans la glace. Il n'y a presque pas de cratères d'impact dans la zone des bandes de tigre, ils doivent donc être très jeunes, de l'ordre d'un million d'années. Tout modèle qui pourrait expliquer la source de chaleur devrait également prendre en compte sa nature focalisée - l'océan mondial, mais pourquoi seule la région polaire sud est-elle active?
Pendant plusieurs années consécutives, les scientifiques ont préféré l'explication du «réchauffement des marées» - le résultat de l'interaction de corps de tailles planétaires. Par exemple, l'interaction des marées avec notre propre lune est responsable du flux et du reflux de l'eau sur Terre. Encelade est en résonance orbitale avec la lune Dione, ce qui affecte la forme de l'orbite d'Encelade autour de Saturne. Mais cette influence n'est pas suffisante pour expliquer la puissance nécessaire pour maintenir les geysers actifs - environ 5 GW. Ce serait suffisant pour une ville de la taille de Saint-Pétersbourg.
Noyau poreux
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Les scientifiques ont failli résoudre le casse-tête lorsqu'ils ont examiné la structure interne d'Encelade. Cette lune a une densité suffisamment faible pour être composée principalement de glace avec un petit noyau solide. Cela a été considéré pendant de nombreuses années, puisque Voyager 2 a pris les premières photos d'Encelade et a déterminé son rayon, puis son volume. L'attraction gravitationnelle d'Encelade, agissant sur le Cassini, a permis d'estimer la masse de la lune et d'en déduire la valeur de la densité du corps. Les mesures de Cassini ont également montré que le noyau a une faible densité, ce qui suggère que le noyau est poreux, avec des pores remplis de glace.
La nouvelle série de calculs remplit les pores du noyau avec de l'eau plutôt que de la glace, car les forces de marée associées à l'eau dans les pores sont plus que suffisantes pour expliquer comment la chaleur d'Encelade est générée. Le modèle est excellent en ce qu'il explique non seulement la porosité du noyau, mais aussi sa perméabilité (avec quelle facilité le liquide le traverse) et sa résistance (se fissurera-t-il au passage du liquide?).
La combinaison de tous ces paramètres dans une équation permet de le résoudre avec la création d'un modèle élégant de flux de chaleur à l'intérieur d'Enceladus.
Les auteurs créent une image tridimensionnelle de l'endroit et du moment où la chaleur des mouvements de marée dans les espaces poreux est transférée à l'océan souterrain. La distribution de la chaleur dans le cœur n'est pas uniforme, mais plutôt dans le processus d'upwellings étroits connectés, principalement au pôle Sud. Et parce que les sources de chaleur (qui atteignent 85 degrés Celsius) sont si concentrées, il doit y avoir une activité hydrothermale accrue à proximité, expliquant l'hydrogène dans les éruptions.
Enfin, l'observation frappante que l'on peut faire en analysant ce modèle est que la quantité de chaleur générée par la marée interne est suffisante pour soutenir l'océan souterrain d'Encelade pendant des milliards d'années. Une autre question se pose: qu'est-ce que tout cela signifie pour la vie sur Encelade? L'océan du monde chaud, qui existe depuis plusieurs milliards d'années, serait un merveilleux berceau pour la vie - sur Terre, il n'a fallu que 640 millions d'années pour passer de la forme des microbes aux mammifères. Malheureusement, Encelade lui-même peut être assez jeune - il s'est peut-être formé il y a à peine 100 millions d'années. Est-ce assez de temps pour vivre?
Peut être. Très probablement, la vie sur Terre s'est formée sur plusieurs centaines de millions d'années dans des conditions beaucoup plus sévères de bombardements lourds. Mais il a fallu encore 3500 millions d'années pour étendre ses zones d'influence. Ce sera peut-être l'avenir d'Encelade. Peut-être que ce satellite ne deviendra pas la planète des singes, mais la planète des sirènes?
Ilya Khel
